WO2016066162A1 - Verfahren zur herstellung eines fahrzeugrads mit einer verbindung zwischen einer radfelge und einer radscheibe - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines fahrzeugrads mit einer verbindung zwischen einer radfelge und einer radscheibe Download PDF

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wheel
head
connecting element
connection
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Jens Werner
Christian KÖHLER
Sandro MÄKE
Michael Dressler
Christian Heilmann
Florian Franke
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ThyssenKrupp Carbon Components GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a vehicle wheel with a wheel rim and a wheel disc, wherein the wheel disc is connected by means of at least ei ⁇ Nes connecting element with the wheel rim, wel ⁇ ches out in a passage of the rim base and inserted into the wheel disc.
  • the invention also relates to a method for producing the connection between the wheel rim and the wheel disc of the traveling ⁇ zeugrads.
  • the vehicle wheel is used for motorized vehicles of all kinds, in particular as a lightweight vehicle wheel for passenger vehicles ⁇ and motorcycles.
  • the wheel disc can be formed as a spider with spokes (spoked) or as a largely closed surface of the wheel disc ⁇ .
  • a device of this kind is known from the publication US
  • a star-shaped wheel disc (wheel star, spoke unit) is connected to the wheel rim by means of a plurality of connecting elements, which are designed as countersunk blind rivets or countersunk screw bolts. are formed.
  • the connecting elements lead from the rim ⁇ nau type of the wheel rim forth through a respective passage ⁇ hole in the low bed of the rim base and are rims inside riveted to the adjacent spoke unit or screwed.
  • the connecting elements have to facilitate the tire ⁇ a pull on a head which is formed very flat and sunk in the inserted state largely flush with the felgenaußensei- term contour of the rim base.
  • the countersunk blind rivets are for the purpose of connecting ⁇ the deformation of soft material, so that with these Ver ⁇ binding elements in detail only small forces can be transmitted. Moreover, after its assembly remain einker ⁇ Bende breaking points of the severed rivet pin in the countersunk head.
  • the countersunk rogbol zen have for their assembly each have an auxiliary geometry for the engagement of the assembly ⁇ tool, which is formed in the countersunk head as a hexagon socket.
  • Contour or at least an inhomogeneous course of the contour of the rim well, which complicates the mounting of the tire and also brings with it the risk of damage to the tire.
  • the invention is therefore based on the object to eliminate the demoei ⁇ le of the prior art and in particular to provide a method for producing a vehicle wheel, with which the reliability and durability of the connection between the wheel rim and wheel is improved at the same time low mass ⁇ use and space ,
  • connection element may preferably be a screw, a bolt, a threaded rod or a rivet and provided with egg nem arbitrarily shaped head which Get used ⁇ Lich has an auxiliary geometry for mounting the connecting element.
  • a portion of its head remains after the insertion of the connecting elements in the wheel disc ⁇ upper half of the rim outer side of the rim base are provided, wherein after ⁇ following removing a portion of the head of the connecting element by subsequent processing, which for example, by Cutting, milling or cutting along a predetermined breaking plane can take place.
  • the removed part of the head can directly correspond to the section of the head projecting beyond the edge on the outside of the fitting or can also comprise less or more than this section.
  • the remaining in the rim well, reducing ⁇ te part of the head can be partially or completely flush with the felgenau pH solution of the rim base or slightly beyond the felgenau to minerale contour of the rim well.
  • the connecting element by the subsequent processing of the head has a rank ⁇ flattened, reduced only in its height part of the head, which nevertheless is sufficiently available for power transmission within the connection.
  • the invention further assumes that a rim on the outside of remaining standing after the joining section of the Kop ⁇ fes is not involved in the transmission of the connection. Consequently, at least a part of the inte ⁇ grated in or on the head, intended for joining the connection Hilfsgeomet ⁇ rie, except per se from the power flow and benefiting the overall balance of power transmission less cross section ⁇ debilitating or lower inhomogeneous stress distribution.
  • Such an auxiliary geometry, at or in which a mounting tool ⁇ attacks for example, a web, a slot, a hexagon socket or a differently shaped Allen recess in the connecting element can be.
  • the Verbin ⁇ -making element is provided as part of a connecting assembly, wherein after the joining of the connection arrangement in the wheel rim and the wheel disc, a portion of the connection arrangement FEL- Configuration Material over the rim on standing remains, and then the connection arrangement is ent ⁇ removed at least partially.
  • a connecting arrangement with at least one, the connecting element receiving additional part is provided for connection of the wheel disc to the wheel rim.
  • connection assembly may include a ⁇ the through-hole lining one or more parts socket aufwei- sen in which the connecting element is mounted.
  • the inventive compound ⁇ connection advantageously for lightweight wheel rims with a rim of weight-saving fiber composite material, in particular of carbon fiber reinforced plastic, a ⁇ set.
  • a connector system separates the connecting element and - exporting ⁇ approximately specifically - the wheel disc from the rim of Fa ⁇ server composite material.
  • the present inventive method is also applicable to this embodiment of the compound, wherein the above-ge ⁇ called advantages concerning the embodiment with only one Verbin ⁇ dung element also be achieved.
  • connection assembly In this process embodiment remains after joining the United connecting element, a portion of the connection assembly above ⁇ half the outside of the rim rim.
  • This section protruding may be composed solely of a protruding head ⁇ part of the connecting element or ge ⁇ is reached through a combination ⁇ tion of the elements involved in the connection arrangement.
  • the parts of the dacasan ⁇ order be reworked, which are individually or mannsa piecewise removed, which can also be done here for example by cutting, milling or cutting along a predetermined breaking plane.
  • the removed pieces of the connection arrangement can analogously correspond to the embodiment with only one connecting element directly to the felgenau zinc matter after joining projecting portion of the connection arrangement or also comprise less or more than this section.
  • the remainder of the rim, re-zad part of the connection assembly may be partially or completely flush with the rim to close or outside contour of the rim well from ⁇ slightly project beyond the contour of the rim well felgenaußenseit strength.
  • the head of the connecting element or the connection arrangement is machined, so that the connecting element or the connec ⁇ tion arrangement is conformed to the contour of the rim contour of the Felgenbetts felgenau built skillede.
  • the worked part of the head or the dacasanord ⁇ voltage in this case corresponds exactly to the protruding respectively on the con ⁇ structure of the rim outer side portion of the head or the linkage assembly.
  • the part of the connection arrangement to be machined consists of a plurality of elements, these are preferably shaped in a single operation in order to cover the rim-side contour of the rim well across the rim.
  • this procedure allows the connecting element or the connecting assembly largely independent of its size in any contoured area of the rim ⁇ betts, including in narrow contours areas, such as the over ⁇ transition region between low bed and hump, or the tire seat without affecting Integrate rim bed contour. It does not take higher place need or gestalteri ⁇ rule adjustments of the rim to accommodate the United ⁇ connection.
  • connecting elements or connection ⁇ arrangements can be used but with a larger cross-section, without the rim geometry on this with a larger construction ⁇ space and thus mass needs to be matched.
  • the use of connecting elements or connec ⁇ tion arrangements with a larger cross-section increase the transferable with each connecting element forces, resulting in a higher efficiency and security of the connection.
  • a precisely adapted to the felgenau pH glove contour of the rim bed joint is made, which ensures an efficient and durable ⁇ secure connection of the wheel rim with the wheel with low space and mass requirements.
  • the head of the connecting element or the connecting arrangement plan will bear ⁇ beitet, so that the connecting element or the connecting terminals ⁇ order closes at least partially flush with the outer rim side contour of the rim well or recess Compared to the outer rim side contour of the rim forms ,
  • This procedure allows the use of simple tools or machine tools, which can make the process cheaper. It is particularly in preparation ⁇ surfaces of the rim base, such as in the low bed, low insertion bar, in which small variations in the contour felgenau built- side contour through the junction are acceptable.
  • a practical procedure provides that the head of the connecting element or the connection arrangement is machined by a machining, preferably by turning, grinding or milling, to the contour of the rim rim on the outside of the rim.
  • the machining is particularly well in appli ⁇ tion of the rotationally symmetrical wheel rim. In this way, the parts to be machined of the connecting elements or the connection arrangements can be processed with little effort.
  • the cutting tool can be performed gradually or gleich ⁇ shaped around the circumference of the wheel rim and so all Parts of the connecting elements or the connecting arrangements for machining easily reach.
  • An advantageous embodiment of the method provides that the head of the connecting element or a radially expanded portion of the connection arrangement is at least partially embedded in a form-fitting corresponding recess of Naturalgangslo ⁇ Ches.
  • connection arrangement can, for example, in addition to the head of the connecting element a felgenau written edge of a female part umfas ⁇ sen.
  • This embodiment can be realized with little constructive and technologi ⁇ cal effort and ensures despite the material minimizing processing of the connecting element or the connection arrangement a secure force-transmitting effect of the connection, in particular a positively supported Si ⁇ insurance of the high biasing force of the connecting element under the dynamic alternating load of vehicle wheel.
  • a secure force-transmitting effect of the connection in particular a positively supported Si ⁇ insurance of the high biasing force of the connecting element under the dynamic alternating load of vehicle wheel.
  • the auxiliary geometry of the connection arrangement can beispielswei ⁇ se next to a web, a slot, a hexagon socket or a differently shaped Allen recess in the connecting element additionally ⁇ teeth in the felgenau ground lake edge of a Buch ⁇ senteils be.
  • the Hilfsgeomet ⁇ rie is after insertion of the connecting element or the connection arrangement outside the felgenau.
  • auxiliary geometry is completely removed in the processing of the connec ⁇ tion element or the connection assembly in a simple manner and thus excluded the notching, querroughsschmä ⁇ emperde influence of the auxiliary geometry on the connection ⁇ .
  • the machined head of the connecting element or the processed connection arrangement is covered with a lacquer layer.
  • the seal of the tire chamber opposite the through-hole can be realized with little effort in a single operation together with the seal of the rim.
  • the seal of the tire chamber with respect to the through hole through the paint ⁇ layer can be performed very reliable and possibly with slight Kon ⁇ tureausrete.
  • Fig.l a partial sectional view of a vehicle ⁇ wheel in a first process step of the manufacture ⁇ ment of the connection between a wheel rim and a
  • Fig. 2 a partial sectional view of the Anlagenra, in a second method step the herstel ⁇ development of the compound of Fig.l
  • Fig. 2a is an enlarged section AA of the Thomasdarstel ⁇ development of the vehicle wheel according to Fig. 2
  • Fig. 3 a partial sectional view of a vehicle wheel ⁇ dung arrays in a first process step the herstel ⁇ development of the connection between a wheel rim and a wheel center in the deep bed by means of a multi-part connects,
  • FIG. 4 is a partial sectional view of the Anlagenra ⁇ des in a second process step of the manufacture ⁇ ment of the compound of FIG. 3,
  • Fig. 5 a partial sectional view of a vehicle wheel in a first process step the herstel ⁇ development of the connection between a wheel rim and a wheel center in the transition from the low to the bed by means of flat hump-countersunk ringbol zen as connecting elements,
  • FIG. 6 is a partial sectional view of the Anlagenra ⁇ des in a second process step of the manufacture ⁇ ment of the compound of FIG. 5th
  • FIG. 1 and 2 The first embodiment of the invention in Fig. 1 and 2, the inventive method for preparing the conjunction of a vehicle wheel of a wheel rim 1 and a wheel ⁇ star 2 made of aluminum by means of several, around the circumference of the wheel ⁇ wheels arranged distributed flat countersunk head - Screw bolt 3 made of stainless steel as connecting elements.
  • the sectional views show the excerpts cut by the vehicle wheel along the longitudinal axis of one of the connecting elements. 3
  • the wheel spider 2 is connected to the wheel rim 1 in the region of the deep bed 1.1 of the rim of the wheel rim 1.
  • the flat countersunk ringbol zen 3 has a large-sized, combined flat countersunk 3.1 with a lower, conical ge ⁇ widened countersunk section 3.1.1 and an adjoining ⁇ the flat-head section 3.1.2, wherein the flat head section 3.1.2 a hexagon socket is formed as a Austecde Hilfsgeo ⁇ metry for the assembly of the flat countersunk screw 3 from ⁇ .
  • a through hole 5 through the wellbed 1.1 of the rim base has felgenau through mineral a conical widened recess (sink hole), which is intended for receiving the countersunk section 3.1.1 of the flat countersunk 3.1.
  • Fig. 1 shows a snapshot of a first fiction, modern ⁇ step of preparing the compound of the vehicle wheel between the wheel rim 1 and rotor spider 2 immediately after inserting the flat countersunk head bolt.
  • the flat countersunk ringbol zen 3 is guided through the through hole 5 and engages with the external thread of its shaft ⁇ endes in the internal thread of the blind hole 6 a.
  • the flat countersunk ringbol zen 3 is tightened by means of an Allen tool, not shown, which engages for this purpose in the hexagon socket of the flat countersunk 3.1.
  • an Allen tool not shown
  • Fig. 1 In the screwed state of Fig. 1 is on the one hand ra ⁇ Diale outer contour of the generally radially extending wheel ⁇ terns 2 firmly attached to the inner rim side contour of the drop and on the other hand a conical contact surface of the lowering ⁇ head section 3.1.1 of the flat countersunk head 3.1 pressed against the corresponding sinking hole in the rim base.
  • the upper flat head section 3.1.2 of the flat countersunk head 3.1 remains in the joined, screwed state of the flat countersunk screw bolt 3 substantially above a ge ⁇ thought, continuous continuous contour plane of the rim-side contour of the rim well and essentially forms the over the wheels outside contour of the rim well through ⁇ the portion of the flat countersunk head 3.1 of the connecting element.
  • the hexagon socket of the flat countersunk head 3.1 is in the screwed state of the flat countersunk screw bolt 3 above the contour of the deep bed 1.1 on the outside of the rim.
  • Fig. 2 shows a second method ⁇ step of preparing the compound of the vehicle of FIG in a snapshot. 1.
  • the joining of the flat countersunk head ringbol zen 3 subsequent process step the vehicle was further processed on a 3-axis milling machine, wherein all flat countersunk heads 3.1 of the inserted flat countersunk bolt 3 were milled flat by means of a face milling tool.
  • the flat countersunk head 3.1 has thus far been milled from ⁇ that this projects beyond the circumferentially curved outer rim side of the drop 1.1 at least at any point, so that damage during tire mounting are largely avoided.
  • a supernatant-free design of the flat countersunk head 3.1 is at least ensured that the in the tangential direction of the cylindrical peripheral surface of the rim bed ori ⁇ ented edge of the flat machined flat countersunk 3.1 Bün ⁇ dig extends to the adjoining here peripheral surface of the deep 1.1.
  • a low-mass compound having substantially clotting ⁇ gen contour deviations of the rim base is provided in the area of conjunction steep.
  • connection point section of the present invention worked flat countersunk head 3.1, which essentially corresponds to the countersunk section 3.1.1, a homogeneous full-section, without a caused by the auxiliary geometry material weakness, which is the force-transmitting ⁇ de property of the connecting element 3 significantly improved and realized a particularly high strength of the connection.
  • a third method ⁇ step is for the purpose of sealing the through-hole 5 by the rim opposite the tire chamber 4, the machining ⁇ coated surface of the flat countersunk head 3.1 and in addition, the rim outer side surface of the rim with a thin lacquer layer 7 overdrawn.
  • the lacquer layer 7 fills in this case the recessed area above the flat milled flat countersunk head 3.1 and thus additionally ensures a white ⁇ test going contour compensation.
  • FIGS. 3 and 4 show a second embodiment of the inventive method for preparing the compound of a vehicle wheel consisting of a wheel rim 1 'of Faserver ⁇ composite material and a wheel center 2 of aluminum.
  • the connection takes place in the region of the deep bed 1.1 by means of several around the circumference of the wheel rim 1 'arranged connec ⁇ tion assemblies 8, each consisting of a flat countersunk screw 3 according to FIGS. 1 and 2 and a two-part socket 9.
  • the sectional views show the From ⁇ zugs go section through the vehicle along the L Lucassach ⁇ se of the connection assembly. 8
  • a first and a second socket part 9.1, 9.2 of the Profili ⁇ gen socket 4 summarize the through hole 5 a through the rim of fiber composite material.
  • the first socket part 9.1 extends through the passage ⁇ hole 5 and projecting rims on the inside over the Felgenbettquer- cut out of the drop 1.1, while the second Buchsent ⁇ eil 9.2 includes the superior part of the first bushing part 9.1 implement and on the inner rim side of the drop 1.1 at ⁇ is.
  • the first socket part 9.1 has the outer edge on a conically widened edge region, which is in the felgenau daily used conically widened recess (sink hole) of the through hole 5 is inserted and slightly beyond the felgenau pH minerale surface of the rim base.
  • FIG. 3 shows a snapshot of a first method ⁇ step for preparing the compound of the vehicle wheel un ⁇ indirectly after inserting the connection assembly 8.
  • the upper flat-head section 3.1.2 of the flat countersunk head 3.1 of the bolt 3 and a part of the conically widened edge ⁇ portion of the first bushing part 9.1 remain above an imaginary, continuous continuous contour plane of the outer rim side contour of the drop 1.1 at the screwed-th state substantially and forms essentially the felgenau text matter over the wellbed 1.1 projecting portion of the connection ⁇ arrangement 8.
  • the exclusively in the flat head section 3.1.2 arranged hexagon is in the screwed state of the flat countersunk ringbol zen 3 thus also outside the felgenau topic of the Tiefbetts 1.1.
  • FIG. 4 shows a snapshot of the second, subsequent to the insertion process step of making the connection of the vehicle wheel of FIG. 3, in which the vehicle was further processed on ei ⁇ ner 5-axis milling machine and the über ⁇ standing portion of each of the connecting assemblies removed the flat countersunk 3.1 by means of a face milling cutter tool.
  • the tool is guided in the radial direction along the circumference of the rim base, so that a contoured ablation of the protruding portions of the connecting assemblies 8 takes place and the remaining, embedded in the rim base portions of the connecting assemblies 8, which substantially each of the countersunk head portion 3.1.1 of the flat Countersunk head 3.1 with the recessed edge region of the first female part 9.1. Chen, contour conformed to the felgenau involved in contour of Tief ⁇ bed 1.1 are adapted.
  • Figures 5 and 6 show the inventive method for producing the connection of the vehicle wheel with a wheel rim 1 according to the first embodiment of Figures 1, 2 and 2a and a wheel 2 'with bent spoke ends made of aluminum, said Wheel rim 1 and the spider 2 'with distributed over the circumference of the wheel rim 1 arranged combined flat countersunk screw 3' are connected, which are similar to the Clge ⁇ existing embodiments.
  • the Thomasan ⁇ views show the excerpts cut by the vehicle along the longitudinal axis of one of the connecting elements 3 '.
  • the flat countersunk ringbol used here zen 3 has a larger cross section and a modified flat countersunk head 3.2, the countersunk section 3.2.1. significantly longer than the flat head section 3.2.2 is formed.
  • connection of the hub 2 'to the wheel rim 1 rim inside takes place in a sloping transition region 1.2 between the wellbed 1.1 and the rim shoulder (Hump) 1.3 of the rim of the wheel rim.
  • each of the through-holes 5 ' is arranged perpendicularly to this inclined transitional region 1.2 from the deepbed 1.1 to the hump 1.3 and corresponds in each case to a blind hole 6' which extends longitudinally in the angled spoke end of the hub 2 '.
  • the connecting surfaces of the curved spoke ends of Rads ⁇ terns 2 ' are formed adapted to the rim inner side contour of the oblique transition region 1.2 from the lowbed 1.1 to hump 1.3.
  • Fig. 5 is a snapshot of a first Invention ⁇ proper step of the preparation of the compound ⁇ ses vehicle wheel immediately after the insertion of the flat countersunk head bolt 3 '.
  • the flat countersunk ringbol zen 3 ' is guided through through hole 5' and engages with its external thread in the réellege ⁇ winch of the blind hole 6 'a.
  • the countersunk ringbol zen 3 ' is tightened by means of a not shown Darge ⁇ Allen tool, which engages the inner hexagon, which is formed in the flat head section 3.2.2 of the flat countersunk head 3.2.
  • the upper flat head section 3.2.2 of the flat countersunk head 3.2 remains in the joined, screwed state of the flat countersunk bolt 3 'substantially outside the ge ⁇ thought, continuous contour plane of the rim-contour contour of the rim base in the transition region 1.2 from the low bed
  • the hexagon socket of the flat countersunk head 3.1 is located in the flat head section 3.2.2 and thus in the screwed state of the flat countersunk ringbol Zen 3 'outside the felgenau- - mineralen contour of the rim base in the transition region 1.2.
  • Fig. 6 is a snapshot of a second method ⁇ step of preparing the compound of the vehicle wheel according to Fig. 5.
  • the supernatant Abschnit ⁇ te of the flat countersunk head-3.2 were removed by means of a ball or Formfrä- sers-tool of a 5-axis milling machine.
  • the tool is guided both in the radial direction along the circumference of the rim well and can also be pivoted axially sideways, so that a contour-true course of the abovementioned to be applied flat countersunk 3.2 also at the transition radii of the transition region 1.2. can be produced.
  • the remaining recesses of the flat countersunk heads 3.2 which essentially correspond to the countersunk head section 3.2.1, are thus adapted to the contour of the outboard side contour of the transitional area 1.2 from the deep bed 1.1 to the hump 1.3.
  • the machined contour of the remaining sections of the flat countersunk heads 3.2 also forms part of the contour of the deep bed 1.1 and the hump 1.3.
  • the machining of the flat countersunk head 3.1 produces a steady course of the rim bed in the transition region 1.2 between the deep bed 1.1 and the hump 1.3, both in the axial extent and circumferentially around the cylindrical circumferential surface of the rim well.
  • the flat countersunk head bolt 3 ' according to the invention has a homogeneous full cross-section, without the material-weakening auxiliary geometry, which significantly improves the force-transmitting property of the connecting element 3 'and ensures a particularly firm connection.
  • a non-illustrated third process step of the embodiment may be the machined surface of the flat countersunk head 3.2 and the rim outer side surface of the rim coated to ⁇ additionally with a thin lacquer layer 7 for the purpose of sealing of the ⁇ hole 5 'of the rim opposite the tire chamber 4 ,
  • the compounds may thanks to the invention, advantageous ⁇ exemplary procedure except in the procedure described ⁇ examples also in any other region of the rim bed, such as in particularly narrow range of Rei ⁇ fensitzes between Hump 1.3 and rim flange 1.4 may be formed, as the connecting elements 3, 3 'or the kausan ⁇ orders 8 largely independent of their size in each contour section of the rim bed can be integrated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugrads mit einer Verbindung zwischen einer Radfelge und einer Radscheibe, bei der die Radscheibe mittels wenigstens eines Verbindungselements, welches durch ein Durchgangsloch des Felgenbetts geführt und in der Radscheibe gefügt wird, mit der Radfelge verbunden wird. Es wird vorgeschlagen, dass nach dem Fügen des Verbindungselements (3) in der Radscheibe (2) ein Abschnitt des Kopfes (3.1, 3.2) des Verbindungselements (3) felgenaußenseitig über das Felgenbett (1.1, 1.2) überstehend verbleibt und anschließend der Kopf (3.1, 3.2) des Verbindungselements (3) zumindest teilweise entfernt wird.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES FAHRZEUGRADS MIT EINER
VERBINDUNG ZWISCHEN EINER RADFELGE UND EINER RADSCHEIBE
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad mit einer Radfelge und einer Radscheibe, wobei die Radscheibe mittels wenigstens ei¬ nes Verbindungselements mit der Radfelge verbunden ist, wel¬ ches in einem Durchgang des Felgenbetts geführt und in der Radscheibe eingefügt ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der Verbindung zwischen der Radfelge und der Radscheibe des Fahr¬ zeugrads .
Das Fahrzeugrad wird für motorisierte Fahrzeuge aller Art, insbesondere als Leichtbau-Fahrzeugrad für Personenkraft¬ fahrzeuge und Motorräder angewandt.
Die Radscheibe kann als Radstern mit Speichen (Speichenrad) oder als weitestgehend geschlossen flächige Radschüssel aus¬ gebildet sein. Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der Druckschrift US
2004/0021365 AI bekannt. Bei diesem Fahrzeugrad ist eine sternförmige Radscheibe (Radstern, Speicheneinheit) mittels mehrerer Verbindungselemente mit der Radfelge verbunden, die als Senkkopf-Blindnieten oder Senkkopf-Schraubbolzen ausge- bildet sind. Die Verbindungselemente führen von der Felge¬ naußenseite der Radfelge her durch jeweils ein Durchgangs¬ loch im Tiefbett des Felgenbetts und sind felgeninnenseitig mit der anliegenden Speicheneinheit vernietet bzw. ver- schraubt .
Die Verbindungselemente weisen zur Erleichterung des Reifen¬ aufziehens einen Kopf auf, der sehr flach ausgebildet und im eingefügten Zustand weitestgehend bündig zur felgenaußensei- tigen Kontur des Felgenbetts versenkt angeordnet ist. Die Senkkopf-Blindnieten bestehen zum Zwecke der verbinden¬ den Verformung aus weichem Material, so dass mit diesen Ver¬ bindungselementen im Einzelnen nur geringe Kräfte übertragen werden können. Zudem verbleiben nach deren Montage einker¬ bende Bruchstellen des abgetrennten Nietdorns im Senkkopf. Die Senkkopf-Schraubbol zen verfügen zu ihrer Montage jeweils über eine Hilfsgeometrie für den Eingriff des Montagewerk¬ zeugs, die im Senkkopf als Innensechskant ausgebildet ist.
Diese Senkkopf-Schraubbolzen sind durch die integrierte Hilfsgeometrie im Querschnitt geschwächt. Die Verjüngung des Querschnitts des Verbindungselements im Bereich des im Fel¬ genbett eingelassenen Kopfes schmälert die mit dem Verbin¬ dungselement übertragbaren Kräfte, was die Verbindung insbe¬ sondere bei der auftretenden Dauerbelastung des Fahrzeugra¬ des schwächt . Darüber hinaus erzeugt diese Hilfsgeometrie der Senkkopf- Schraubbolzen, wie auch die Bruchstelle des Nietdorns, eine Kerbwirkung, welche die Festigkeit des Verbindungselementes zusätzlich herabsetzt.
Das kann bei hohen Wechselbelastungen, insbesondere bei Missbrauchslasten, zum vorzeitigen Bruch des Verbindungsele¬ ments und damit der Verbindung führen. Werden - um dem entgegenzuwirken - Verbindungselemente mit größerem Querschnitt verwendet, führt dies zu einem uner¬ wünscht größeren Platzbedarf für die Verbindung im Felgen¬ bett und zu einer unerwünscht höheren Masse des Fahrzeugra- des .
Außerdem führt ein großer Querschnitt insbesondere des Kopf¬ es regelmäßig zu einer über das Felgenbett überstehenden
Kontur, zumindest jedoch zu einem inhomogenen Verlauf der Kontur des Felgenbetts, was das Aufziehen des Reifens er- schwert und darüber hinaus die Gefahr der Beschädigung des Reifen mit sich bringt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Nachtei¬ le des Standes der Technik zu beseitigen und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugrades bereitzustellen, mit welchem die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der Verbindung zwischen Radfelge und Radscheibe bei zugleich geringem Massen¬ einsatz und Platzbedarf verbessert wird.
Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, dass nach dem erfolgten Fügen des Verbindungselements in der Radscheibe ein Abschnitt des Kopfes des Verbindungselements felgenaußenseit ig über das Felgenbett überstehend verbleibt und anschließend der Kopf des Verbindungselements zumindest teilweise entfernt wird.
Das Verbindungselement kann vorzugsweise eine Schraube, ein Schraubbolzen, ein Gewindestab oder ein Niet sein und mit ei- nem beliebig geformten Kopf ausgestattet sein, welcher gewöhn¬ lich eine Hilfsgeometrie zur Montage des Verbindungselements aufweist .
Bei diesem Verfahren bleibt nach dem Einfügen des Verbindungs¬ elements in die Radscheibe ein Abschnitt seines Kopfes ober- halb der Felgenaußenseite des Felgenbetts stehen, wobei nach¬ folgend ein Teil des Kopfes des Verbindungselements durch nachträgliche Bearbeitung entfernt, was beispielsweise durch Schneiden, Fräsen oder Abtrennen entlang einer Sollbruchebene erfolgen kann.
Der entfernte Teil des Kopfes kann unmittelbar dem nach dem Fügen felgenaußenseitig überstehenden Abschnitt des Kopfes entsprechen oder auch weniger oder mehr als diesen Abschnitt umfassen .
Dementsprechend kann der im Felgenbett verbleibende, reduzier¬ te Teil des Kopfes teilweise oder vollständig bündig mit der felgenaußenseitigen Kontur des Felgenbetts abschließen oder geringfügig über der felgenaußenseitige Kontur des Felgenbetts überstehen .
Bei der Ausführung des Verfahrens weist das Verbindungselement durch die nachträgliche Bearbeitung des Kopfes einen abge¬ flachten, lediglich in seiner Höhe reduzierten Teil des Kopf- es, welcher dennoch in ausreichendem Maße zur Kraftübertragung innerhalb der Verbindung zur Verfügung steht .
In jedem Fall wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Reduzierung der Masse des in der fertig hergestellten Verbin¬ dung verbleibenden Verbindungselements erreicht, ohne die kraftübertragende Wirkung der Verbindung zu beeinträchtigen.
Die Erfindung geht weiter davon aus, dass ein nach dem Fügen felgenaußenseitig überstehend verbleibender Abschnitt des Kop¬ fes nicht an der Kraftübertragung der Verbindung beteiligt ist . Folglich ist zumindest auch ein Teil der im oder am Kopf inte¬ grierten, zum Fügen der Verbindung vorgesehenen Hilfsgeomet¬ rie, per se vom Kraftfluss ausgenommen und wirkt zum Vorteil der Gesamtbilanz der Kraftübertragung weniger querschnitts¬ schwächend bzw. mit geringerer inhomogener Spannungsvertei- lung. Eine derartige Hilfsgeometrie, an der oder in die ein Montage¬ werkzeug angreift, kann beispielsweise ein Steg, ein Schlitz, ein Innensechskant oder eine anders geformte Inbus-Ausnehmung im Verbindungselement sein. In einer vorteilhaften Verfahrensausführung ist das Verbin¬ dungselement als Teil einer Verbindungsanordnung vorgesehen, wobei nach dem Fügen der Verbindungsanordnung in der Radfelge und der Radscheibe ein Abschnitt der Verbindungsanordnung fel- genaußenseitig über das Felgenbett überstehend verbleibt und anschließend die Verbindungsanordnung zumindest teilweise ent¬ fernt wird.
In einigen Anwendungsfällen, z.B. bei einem Felgenbett aus Fa¬ serverbundwerkstoff, insbesondere aus kohlenstofffaserver¬ stärktem Kunststoff, ist es vorteilhaft, wenn zur Verbindung der Radscheibe mit der Radfelge eine Verbindungsanordnung mit wenigstens einem das Verbindungselement aufnehmenden Zusatz- teil vorgesehen ist.
Beispielsweise kann die Verbindungsanordnung eine das Durch¬ gangsloch auskleidende ein- oder mehrteiligen Buchse aufwei- sen, in welcher das Verbindungselement gelagert ist.
Ist zur Verbindung der Radscheibe mit der Radfelge eine derar¬ tige Verbindungsanordnung vorgesehen, kann die erfindungsgemä¬ ße Verbindung vorteilhafter Weise für Leichtbau-Radfelgen mit einem Felgenbett aus gewichtssparendem Faserverbundwerkstoff, insbesondere aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff, ein¬ gesetzt werden.
Ein Buchsensystem trennt das Verbindungselement und - ausfüh¬ rungsspezifisch - auch die Radscheibe vom Felgenbett aus Fa¬ serverbundwerkstoff. Dadurch werden die Relativbewegungen zwi- sehen dem Felgenbett und dem Verbindungselement bzw. der Rad¬ scheibe entkoppelt, wodurch Schwingreibverschleiß am Faserver¬ bundwerkstoff und ggf. auch Kontaktkorrosion zwischen der Rad¬ felge aus Faserverbundwerkstoff und einer Radscheibe aus ande- rem Material vermieden werden kann. Zudem wird eine bessere Kompatibilität der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen dieser Bauteile erreicht.
Das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren ist auch auf diese Ausführung der Verbindung anwendbar, wobei die vorstehend ge¬ nannten Vorzüge betreffs der Ausführung mit nur einem Verbin¬ dungselement ebenso erzielt werden.
Bei dieser Verfahrensausführung bleibt nach dem Fügen des Ver bindungselements ein Abschnitt der Verbindungsanordnung ober¬ halb der Felgenaußenseite des Felgenbetts stehen. Dieser über stehende Abschnitt kann allein aus einem überstehenden Kopf¬ teil des Verbindungselements bestehen oder aus einer Kombina¬ tion der an der Verbindungsanordnung beteiligten Elemente ge¬ bildet sein. Anschließend werden die Teile der Verbindungsan¬ ordnung nachbearbeitet, wobei diese individuell oder gemeinsa stückweise entfernt werden, was auch hier beispielsweise durc Schneiden, Fräsen oder Abtrennen entlang einer Sollbruchebene erfolgen kann.
Die entfernten Stücke der Verbindungsanordnung können analog der Ausführung mit nur einem Verbindungselement unmittelbar dem nach dem Fügen felgenaußenseitig überstehenden Abschnitt der Verbindungsanordnung entsprechen oder auch weniger oder mehr als diesen Abschnitt umfassen.
Dementsprechend kann der im Felgenbett verbleibende, reduzier- te Teil der Verbindungsanordnung teilweise oder vollständig bündig mit der felgenaußenseitigen Kontur des Felgenbetts ab¬ schließen oder geringfügig über der felgenaußenseit ige Kontur des Felgenbetts überstehen.
In einer bevorzugten Verfahrensausführung wird der Kopf des Verbindungselements bzw. die Verbindungsanordnung formgebend bearbeitet, so dass das Verbindungselement bzw. die Verbin¬ dungsanordnung konturgetreu an die felgenaußenseitige Kontur des Felgenbetts angepasst wird. Der zu bearbeitende Teil des Kopfes bzw. der Verbindungsanord¬ nung entspricht in diesem Fall exakt dem jeweils über die Kon¬ tur der Felgenaußenseite überstehenden Abschnitt des Kopfes bzw. der Verbindungsanordnung. Besteht der zu bearbeitende Teil der Verbindungsanordnung aus mehreren Elementen werden diese vorzugsweise in einem einzigen Arbeitsgang formgebend bearbeitet, um die felgenaußenseitige Kontur des Felgenbetts übergreifend abzubilden.
Durch diese formgebende Bearbeitung des Kopfes des Verbin- dungselements bzw. der Verbindungsanordnung wird ein weitest¬ gehend stetiger Verlauf des Felgenbetts sowohl in axialer Richtung als auch umlaufend um die zylindrische Umfangsflache der Radfelge erzeugt, in welcher die über den Umfang verteilt angeordneten Verbindungselemente im Wesentlichen konturkonform integriert sind.
Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird zum einen eine Verbindung geschaffen, die ein behinderungsfreies und scha¬ densfreies Aufziehen des Reifens gewährleistet.
Zum anderen ermöglicht diese Verfahrensweise das Verbindungs- element bzw. die Verbindungsanordnung weitestgehend unabhängig von seiner Größe in jeglichen konturierten Bereich des Felgen¬ betts, so auch in schmale Konturenbereiche, wie z.B. im Über¬ gangsbereich zwischen Tiefbett und Hump, oder im Reifensitz ohne Beeinflussung der Felgenbettkontur zu integrieren. Es bedarf keines höheren Platzbedarfs oder einer gestalteri¬ schen Anpassungen des Felgenbetts zur Unterbringung der Ver¬ bindung .
Folglich können weniger Verbindungselemente bzw. Verbindungs¬ anordnungen mit jedoch größerem Querschnitt verwendet werden, ohne dass die Felgengeometrie hierauf mit einem größeren Bau¬ raum und damit Massenbedarf abgestimmt werden muss. Durch die Verwendung von Verbindungselementen bzw. Verbin¬ dungsanordnungen mit größerem Querschnitt erhöhen sich die mit jedem Verbindungselement übertragbaren Kräfte, was zu einer höheren Effizienz und Sicherheit der Verbindung führt. Im Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine exakt an die felgenaußenseitige Kontur des Felgenbetts angepasste Verbindungsstelle hergestellt, die eine effiziente und dauer¬ haft sichere Verbindung der Radfelge mit der Radscheibe bei geringem Platz- und Massebedarf gewährleistet. In einer alternativen Verfahrensausführung wird der Kopf des Verbindungselements bzw. die Verbindungsanordnung plan bear¬ beitet, so dass das Verbindungselement bzw. die Verbindungsan¬ ordnung zumindest teilweise bündig mit der felgenaußenseitigen Kontur des Felgenbetts abschließt oder eine Vertiefung gegen- über der felgenaußenseitigen Kontur des Felgenbetts bildet.
Diese Verfahrensweise ermöglicht die Verwendung von einfachen Werkzeugen bzw. Werkzeugmaschinen, wodurch sich das Verfahren kostengünstiger gestalten lässt. Es ist insbesondere in Berei¬ chen des Felgenbetts, wie z.B. im Tiefbett, günstig einsetz- bar, in denen geringe Konturabweichungen an der felgenaußen- seitigen Kontur durch die Verbindungsstelle hinnehmbar sind.
Eine praktische Verfahrensweise sieht vor, dass der Kopf des Verbindungselement bzw. die Verbindungsanordnung durch eine spanende Bearbeitung, vorzugsweise durch Drehen, Schleifen o- der Fräsen, an die felgenaußenseitige Kontur des Felgenbetts bearbeitet wird.
Die spanende Bearbeitung eignet sich besonders gut in Anwen¬ dung an der rotationssymmetrischen Radfelge. Auf diese Weise können die zu bearbeitenden Teile der Verbindungselemente bzw. der Verbindungsanordnungen mit geringem Aufwand bearbeitet werden. Das spanende Werkzeug kann schrittweise oder gleich¬ förmig um den Umfang der Radfelge geführt werden und so alle Teile der Verbindungselemente bzw. der Verbindungsanordnungen zur spanenden Bearbeitung leicht erreichen.
Zudem wird mit der spanenden Bearbeitung der Verbindungsele¬ mente bzw. der Verbindungsanordnungen eine besonders hohe Maß- genauigkeit bei der Oberflächenausbildung erreicht, die für die sensible Anpassung der Verbindungsstelle an die felgenau- ßenseitige Kontur des Felgenbetts von Vorteil ist.
Eine vorteilhafte Ausführung des Verfahrens sieht vor, dass der Kopf des Verbindungselements bzw. ein radial erweiterter Abschnitt der Verbindungsanordnung zumindest teilweise in eine formschlüssig korrespondierende Ausnehmung des Durchgangslo¬ ches eingelassen wird.
Der radial erweiterte Abschnitt der Verbindungsanordnung kann beispielsweise neben dem Kopf des Verbindungselements einen felgenaußenseitig erweiterten Rand eines Buchsenteils umfas¬ sen .
Nach dem Einfügen und Bearbeitung des Verbindungselements bzw. der Verbindungsanordnung ist der verbleibende, eingelassene Teil des Kopfes des Verbindungselements bzw. des radial erwei- terten Randes der Verbindungsanordnung - sowohl formschlüssig als auch kraftschlüssig - in der als Lager fungierenden Aus¬ nehmung des Durchgangsloches gesichert.
Diese Ausführung ist mit geringem konstruktivem und technolo¬ gischem Aufwand realisierbar und gewährleistet trotz der mate- rialminimierenden Bearbeitung des Verbindungselements bzw. der Verbindungsanordnung eine sichere kraftübertragende Wirkung der Verbindung, insbesondere eine formschlüssig gestützte Si¬ cherung der hohen Vorspannkraft des Verbindungselements unter der dynamischen Wechselbelastung des Fahrzeugrades. Vorzugsweise wird während der Bearbeitung des Kopfes des Ver¬ bindungselements bzw. der Verbindungsanordnung die zum Fügen der Verbindung vorgesehene Hilfsgeometrie des Verbindungsele¬ ments bzw. der Verbindungsanordnung vollständig entfernt.
Die Hilfsgeometrie der Verbindungsanordnung kann beispielswei¬ se neben einem Steg, ein Schlitz, ein Innensechskant oder eine anders geformte Inbus-Ausnehmung im Verbindungselement zusätz¬ lich eine Verzahnung im felgenaußenseitigen Rand eines Buch¬ senteils sein.
Bei dieser Verfahrensausführung befindet sich die Hilfsgeomet¬ rie nach dem Einfügen des Verbindungselements bzw. der Verbin- dungsanordnung außerhalb der felgenaußenseitigen Kontur des
Felgenbetts, insbesondere in dem zu entfernenden Teil des Kop¬ fes der Verbindungselements bzw. der Verbindungsanordnung.
Somit wird die Hilfsgeometrie bei der Bearbeitung des Verbin¬ dungselements bzw. der Verbindungsanordnung auf einfache Weise komplett entfernt und damit der kerbende, querschnittsschmä¬ lernde Einfluss der Hilfsgeometrie auf die Verbindung ausge¬ schlossen .
Durch die Beseitigung der Hilfsgeometrie werden jegliche Quer¬ schnittseinschnürungen, querschnittsschmälernde Vertiefungen und Kerben am Verbindungselement bzw. an der Verbindungsanord¬ nung vollständig vermieden und damit die mit dem Verbindungs¬ element übertragbare Kraft weiter erhöht, was nachhaltig die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der Verbindung verbessert.
Zudem erübrigt sich ein Nacharbeiten bzw. Ausgleichen der Kon- tur des Kopfes im Bereich der Hilfsgeometrie, um ein vollkom¬ men konturenstetig integriertes Verbindungselement zu errei¬ chen. Die Beseitigung der Hilfsgeometrie und die integrale An¬ passung an die stetige Kontur des Felgenbetts werden mit einem einzigen Arbeitsgang erreicht. Im Ergebnis können mit dem auf diese Weise hergestellten Fahr¬ zeugrad die vorbeschriebenen Vorteile erzielt werden und dabei besonders hohe Sicherheit der Verbindung gewährleistet werden .
Nach einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird der bearbeitete Kopf des Verbindungselements bzw. die bearbeitete Verbindungsanordnung mit einer Lackschicht überdeckt.
Mit der Lackschicht, welche beispielsweise auch für die Dich¬ tung der felgenaußenseitigen Oberfläche eines Felgenbetts aus Faserverbundwerkstoff Verwendung findet, kann die Dichtung der Reifenkammer gegenüber dem Durchgangsloch mit geringem Aufwand in einem einzigen Arbeitsgang gemeinsam mit der Dichtung des Felgenbetts verwirklicht werden. Zudem kann die Dichtung der Reifenkammer gegenüber dem Durchgangsloch durch die Lack¬ schicht sehr zuverlässig und ggf. unter geringfügigem Kon¬ turenausgleich ausgeführt werden. Diese und weitere aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale können jeweils für sich oder in Kombination als vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in nachfolgenden Ausfüh- rungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in einer schematischen Darstellung in
Fig.l eine auszugsweise Schnittdarstellung eines Fahrzeug¬ rades in einem ersten Verfahrensschritt der Herstel¬ lung der Verbindung zwischen einer Radfelge und einem
Radstern im Tiefbett mittels Flach-Senkkopf
Schraubbolzen als Verbindungselemente,
Fig. 2 eine auszugsweise Schnittdarstellung des Fahrzeugra des in einem zweiten Verfahrensschritt der Herstel¬ lung der Verbindung nach Fig.l, Fig. 2a ein vergrößerter Schnitt A-A aus der Schnittdarstel¬ lung des Fahrzeugrades nach Fig. 2, Fig. 3 eine auszugsweise Schnittdarstellung eines Fahrzeug¬ rades in einem ersten Verfahrensschritt der Herstel¬ lung der Verbindung zwischen einer Radfelge und einem Radstern im Tiefbett mittels mehrteiliger Verbin- dungsanordnungen,
Fig. 4 eine auszugsweise Schnittdarstellung des Fahrzeugra¬ des in einem zweiten Verfahrensschritt der Herstel¬ lung der Verbindung nach Fig. 3,
Fig. 5 eine auszugsweise Schnittdarstellung eines Fahrzeug- rades in einem ersten Verfahrensschritt der Herstel¬ lung der Verbindung zwischen einer Radfelge und einem Radstern im Übergang vom Tiefbett zum Hump mittels Flach-Senkkopf-Schraubbol zen als Verbindungselemente,
Fig. 6 eine auszugsweise Schnittdarstellung des Fahrzeugra¬ des in einem zweiten Verfahrensschritt der Herstel¬ lung der Verbindung nach Fig. 5.
Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt in Fig. 1 und 2 das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Ver- bindung eines Fahrzeugrad aus einer Radfelge 1 und einem Rad¬ stern 2 aus Aluminium mittels mehrerer, um den Umfang der Rad¬ felge verteilt angeordneter Flach-Senkkopf-Schraubbolzen 3 aus Edelstahl als Verbindungselemente. Die Schnittansichten zeigen den auszugsweisen Schnitt durch das Fahrzeugrad entlang der Längsachse eines der Verbindungselemente 3.
Die Anbindung des Radsterns 2 an die Radfelge 1 erfolgt fel- geninnenseitig in Bereich des Tiefbetts 1.1 des Felgenbetts der Radfelge 1. Felgenaußenseitig grenzt eine Reifenkammer 4 des Fahrzeugrades an das Felgenbett an, die von einem nicht dargestellten, schlauchlosen Reifen eingeschlossen ist. Der Flach-Senkkopf-Schraubbol zen 3 weist einen großformatigen, kombinierten Flach-Senkkopf 3.1 mit einem unteren, konisch ge¬ weitetem Senkkopf-Abschnitt 3.1.1 und einem daran anschließen¬ den Flachkopf-Abschnitt 3.1.2 auf, wobei im Flachkopf- Abschnitt 3.1.2 ein Innensechskant als ausnehmende Hilfsgeo¬ metrie für die Montage des Flach-Senkkopf-Schraubbolzen 3 aus¬ gebildet ist.
Ein Durchgangsloch 5 durch das Tiefbett 1.1 des Felgenbetts weist felgenaußenseitig eine konisch geweitete Ausnehmung (Senkloch) auf, welche zur Aufnahme des Senkkopf-Abschnitts 3.1.1 des Flach-Senkkopfes 3.1 bestimmt ist.
Felgeninnenseitig korrespondiert jedes der Durchgangslöcher 5 mit jeweils einem längserstreckten Sackloch 6, welches sich in je einem Speichenende des Radsterns 2 erstreckt. Fig. 1 zeigt in einer Momentaufnahme einen ersten erfindungs¬ gemäßen Verfahrensschritt der Herstellung der Verbindung des Fahrzeugrades zwischen Radfelge 1 und Radstern 2 unmittelbar nach dem Einfügen des Flach-Senkkopf-Schraubbolzens 3.
Der Flach-Senkkopf-Schraubbol zen 3 ist durch das Durchgangs- loch 5 geführt und greift mit dem Außengewinde seines Schaft¬ endes in das Innengewinde des Sackloches 6 ein.
Der Flach-Senkkopf-Schraubbol zen 3 wird mittels eines nicht dargestellten Inbus-Werkzeuges festgezogen, welches zu diesem Zweck in den Innensechskant des Flach-Senkkopfs 3.1 eingreift. Im eingeschraubten Zustand nach Fig. 1 ist einerseits die ra¬ diale Außenkontur des im Wesentlichen radial erstreckten Rads¬ terns 2 fest an die felgeninnenseitige Kontur des Tiefbetts angefügt und andererseits eine konische Anlagefläche des Senk¬ kopf-Abschnitts 3.1.1 des Flach-Senkkopfs 3.1 an das korres- pondierende Senkloch im Felgenbett angepresst. Der obere Flachkopf-Abschnitt 3.1.2 des Flach-Senkkopfes 3.1 verbleibt im gefügtem, verschraubten Zustand des Flach- Senkkopf-Schraubbolzens 3 im Wesentlichen oberhalb einer ge¬ dachten, stetig durchgängigen Konturebene der felgenaußensei- tige Kontur des Felgenbetts und bildet im Wesentlichen den über die felgenaußenseitige Kontur des Felgenbetts überstehen¬ den Abschnitt des Flach-Senkkopfes 3.1 des Verbindungselements 3.
Der Innensechskant des Flach-Senkkopfs 3.1 befindet sich im verschraubten Zustand des Flach-Senkkopf-Schraubbolzens 3 oberhalb der felgenaußenseitigen Kontur des Tiefbetts 1.1.
Fig. 2 zeigt in einer Momentaufnahme einen zweiten Verfahrens¬ schritt der Herstellung der Verbindung des Fahrzeugrads nach Fig. 1. In diesem, dem Fügen des Flach-Senkkopf-Schraubbol zens 3 nachfolgendem Verfahrensschritt wurde das Fahrzeugrad auf einer 3-Achs-Fräsmaschine weiterbearbeitet, wobei alle Flach- Senkköpfe 3.1 der eingefügten Flach-Senkkopf-Schraubbolzen 3 mittels eines Planfräser-Werkzeuges plan abgefräst wurden.
Wie genauer aus der vergrößerten Schnittansicht A-A in Fig. 2a ersichtlich ist, wurde der Flach-Senkkopf 3.1 soweit plan ab¬ gefräst, dass dieser zumindest an keiner Stelle die umlaufend gekrümmte Felgenaußenseite des Tiefbetts 1.1 überragt, so dass Beschädigungen beim Reifenaufziehen weitestgehend vermieden werden . Eine Überstandsfreie Ausbildung des Flach-Senkkopfes 3.1 ist zumindest dadurch gewährleistet, dass der in tangentialer Richtung der zylindrischen Umfangsfläche des Felgenbetts ori¬ entierte Rand des plan bearbeiteten Flach-Senkkopfes 3.1 bün¬ dig zu der sich hier anschließenden Umfangsfläche des Tiefbe- tts 1.1 verläuft.
Zum sicheren Ausschluss jeglichen Überstandes des plan bear¬ beiteten, verbleibenden Teils des Flach-Senkkopf 3.1 ist die¬ ser gemäß Fig. 2a vorsorglich mit einer geringfügigen aber vollständigen Vertiefung gegenüber der gekrümmten Felgenaußen¬ seite des Tiefbetts 1.1 ausgebildet.
Hierdurch ergibt sich geometrisch, dass die Oberfläche des plan bearbeiteten Flach-Senkkopf 3.1 gegenüber der felgenau- ßenseitigen Kontur des Tiefbetts 1.1 achsnah tiefer als radial randseitig ausgebildet ist, wie in Fig. 2a ersichtlich ist.
Mit dem Entfernen eines erheblichen Teils des Flach-Senkkopfs 3.1 wird eine massearme Verbindung mit im Wesentlichen gerin¬ gen Konturabweichungen des Felgenbetts im Bereich der Verbin- dungssteilen geschaffen.
Zudem wurde ohne weiteres Zutun der Innensechskant des Flach- Senkkopfs 3.1 mit entfernt.
Damit hat der in der Verbindungstelle verbleibende Abschnitt des erfindungsgemäß bearbeiteten Flach-Senkkopfes 3.1, der im Wesentlichen dem Senkkopf-Abschnitts 3.1.1 entspricht, einen homogenen Voll-Querschnitt , ohne eine durch die Hilfsgeometrie hervorgerufene Materialschwachstelle, was die kraftübertragen¬ de Eigenschaft des Verbindungselements 3 erheblich verbessert und eine besonders hohe Festigkeit der Verbindung realisiert. In einem in Fig. 2 und 2a angedeuteten dritten Verfahrens¬ schritt wird zum Zwecke der Abdichtung des Durchgangsloches 5 durch das Felgenbett gegenüber der Reifenkammer 4 die bearbei¬ tete Oberfläche des Flach-Senkkopfes 3.1 und zusätzlich die felgenaußenseitige Oberfläche des Felgenbetts mit einer dünnen Lackschicht 7 überzogen. Die Lackschicht 7 füllt hierbei den vertieften Bereich oberhalb des plan gefrästen Flach- Senkkopfes 3.1 aus und sorgt somit zusätzlich für einen wei¬ test gehenden Konturausgleich.
Die Fig. 3 und 4 zeigen in einem zweiten Ausführungsbeispiel das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Verbindung eines Fahrzeugrad, welches aus einer Radfelge 1 ' aus Faserver¬ bundwerkstoff und einem Radstern 2 aus Aluminium besteht. Die Verbindung erfolgt im Bereich des Tiefbetts 1.1 mittels mehrerer um den Umfang der Radfelge 1 ' angeordneten Verbin¬ dungsanordnungen 8, jeweils bestehend aus einem Flach- Senkkopf-Schraubbolzen 3 gemäß der Fig. 1 und 2 und einer zweiteiligen Buchse 9. Die Schnittansichten zeigen den aus¬ zugsweisen Schnitt durch das Fahrzeugrad entlang der Längsach¬ se der Verbindungsanordnung 8.
Ein erstes und ein zweites Buchsenteil 9.1, 9.2 der zweiteili¬ gen Buchse 4 fassen das Durchgangsloch 5 durch das Felgenbett aus Faserverbundwerkstoff ein.
Das erste Buchsenteil 9.1 erstreckt sich durch das Durchgangs¬ loch 5 und ragt felgeninnenseitig über den Felgenbettquer- schnitt des Tiefbetts 1.1 hinaus, während das zweite Buchsent¬ eil 9.2 den überragenden Teil des ersten Buchsenteils 9.1 um- schließt und an der Felgeninnenseite des Tiefbetts 1.1 an¬ liegt .
Das erste Buchsenteil 9.1 verfügt felgenaußenseitig über einen konisch geweiteten Randbereich, der in die felgenaußenseitige konisch geweitete Ausnehmung ( Senkloch) des Durchgangsloches 5 eingelassen wird und geringfügig über die felgenaußenseitige Oberfläche des Felgenbetts übersteht.
Die Buchsenteile 9.1, 9.2 schaffen eine schützend Trennung des Flach-Senkkopf-Schraubbol zens 3 und des Radsterns 2 vom Fel¬ genbett der Radfelge 1' aus Faserverbundwerkstoff. Die Fig. 3 zeigt eine Momentaufnahme eines ersten Verfahrens¬ schritts zur Herstellung der Verbindung des Fahrzeugrades un¬ mittelbar nach dem Einfügen der Verbindungsanordnung 8.
Beim Verschrauben des Flach-Senkkopf-Schraubbol zens 3 wird dieser im Unterschied zum Verfahren nach den Fig. 1 und 2 durch das erste und zweite Buchsenteil 9.1, 9.2 der zweiteili¬ gen Buchse 9 geführt und im Sackloch 6 des Radsterns 2 einge¬ schraubt . Im eingeschraubten Zustand nach Fig. 3 ist die radiale Außen¬ kontur des Radsterns 2 fest an die felgeninnenseitigen Anla¬ genflächen des ersten und zweiten Buchsenteils 9.1, 9.2 und die konische Anlagefläche des Senkkopfs-Abschnitts 3.1.1 am korrespondierenden, konisch geweiteten Randbereich des ersten Buchsenteils 9.1 angepresst.
Der obere Flachkopf-Abschnitt 3.1.2 des Flach-Senkkopfes 3.1 des Schraubbolzens 3 und ein Teil des konisch geweiteten Rand¬ bereichs des ersten Buchsenteils 9.1 verbleiben im verschraub- ten Zustand im Wesentlichen oberhalb einer gedachten, stetig durchgängigen Konturebene der felgenaußenseitigen Kontur des Tiefbetts 1.1 und bildet im Wesentlichen den felgenaußenseitig über das Tiefbett 1.1 überstehenden Abschnitt der Verbindungs¬ anordnung 8. Der ausschließlich im Flachkopf-Abschnitt 3.1.2 angeordnete Innensechskant befindet sich im verschraubten Zustand des Flach-Senkkopf-Schraubbol zens 3 damit ebenfalls außerhalb der felgenaußenseitigen Kontur des Tiefbetts 1.1.
Fig. 4 zeigt in einer Momentaufnahme den zweiten, dem Einfügen nachfolgenden Verfahrensschritt der Herstellung der Verbindung des Fahrzeugrads nach Fig. 3, bei dem das Fahrzeugrad auf ei¬ ner 5-Achs-Fräsmaschine weiterbearbeitet wurde und der über¬ stehende Abschnitt jeder der Verbindungsanordnungen 8 der Flach-Senkköpfe 3.1 mittels eines Planfräser-Werkzeuges spa- nenden entfernt.
Das Werkzeug wird in radialer Richtung entlang des Umfangs des Felgenbetts geführt, so dass ein konturgetreues Abtragen der überstehenden Abschnitte der Verbindungsanordnungen 8 erfolgt und die verbleibenden, im Felgenbett eingelassenen Abschnitte der Verbindungsanordnungen 8, welche im Wesentlichen jeweils dem Senkkopf-Abschnitt 3.1.1 des Flach-Senkkopfes 3.1 mit dem eingelassenen Randbereich des ersten Buchsenteils 9.1 entspre- chen, konturgetreu an die felgenaußenseitige Kontur des Tief¬ betts 1.1 angepasst sind.
Gleichzeitig wird der Innensechskant des Flach-Senkkopfs 3.1 bei der Bearbeitung des überstehenden Abschnitts der Verbin- dungsanordnung 8 vollständig entfernt.
Im Ergebnis wird ein allseits stetiger Verlauf der felgenau- ßenseitigen Kontur des Felgenbetts im Bereich des Tiefbetts 1.1 sowohl in axialer Erstreckung als auch umlaufend um die zylindrische Umfangsflache des Felgenbetts erzeugt, in welcher die felgenaußenseitig angrenzende Verbindungsanordnung 8 aus
Flach-Senkkopf-Schraubbol zen 3 und erstem Buchsenteil 9.1 ohne jegliche Konturen-Unstetigkeiten integriert ist.
In einem in Fig. 4 angedeutetem dritten Verfahrensschritt wer¬ den zur der Abdichtung des Durchgangsloches 5 einerseits und des Felgenbetts aus Faserverbundwerkstoff andererseits gegen¬ über der Reifenkammer 4 die bearbeitete Oberfläche der Verbin¬ dungsanordnung 8 sowie die felgenaußenseitige Oberfläche des Felgenbetts durchgehend und in einem Arbeitsgang mit einer dünnen Lackschicht 7 überzogen. Mit diesem Verfahrensbeispiel werden im Übrigen ebensolche Vorzüge, wie beim Verfahrensbeispiel nach Fig. 1 und 2 be¬ schrieben, erzielt.
In einem dritten Ausführungsbeispiel zeigen die Figuren 5 und 6 das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Verbin- dung des Fahrzeugrads mit einer Radfelge 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1, 2 und 2a und einem Radstern 2 ' mit abwinkelten Speichenenden aus Aluminium, wobei die Radfelge 1 und der Radstern 2 ' mit über dem Umfang der Radfelge 1 verteilt angeordneten kombinierten Flach-Senkkopf- Schraubbolzen 3' verbunden werden, die ähnlich der vorherge¬ henden Ausführungsbeispiele ausgebildet sind. Die Schnittan¬ sichten zeigen den auszugsweisen Schnitt durch das Fahrzeugrad entlang der Längsachse eines der Verbindungselemente 3'. Im Unterschied zum Flach-Senkkopf-Schraubbol zen 3 nach den vorhergehenden Ausführungsbeispielen weist der hier verwendete Flach-Senkkopf-Schraubbol zen 3' einen größeren Querschnitt und einen abgewandelten Flach-Senkkopf 3.2 auf, dessen Senkkopf- Abschnitt 3.2.1. deutlich länger als der Flachkopf-Abschnitt 3.2.2 ausgebildet ist.
Im weiteren Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbei¬ spielen erfolgt die Anbindung des Radsterns 2 ' an die Radfelge 1 felgeninnenseitig in einem schräg verlaufendem Übergangsbe- reich 1.2 zwischen dem Tiefbett 1.1 und der Felgenschulter (Hump) 1.3 des Felgenbetts der Radfelge 1.
Dementsprechend ist jedes der Durchgangslöcher 5' senkrecht zu diesem schräg verlaufenden Übergangsbereich 1.2 vom Tiefbett 1.1 zum Hump 1.3 angeordnet und korrespondiert jeweils mit ei- nem Sackloch 6', welches sich im abwinkelten Speichenende des Radsterns 2' längs erstreckt.
Die Anschlussflächen der gekrümmten Speichenenden des Rads¬ terns 2 ' sind an die felgeninnenseitige Kontur des schrägen Übergangsbereiches 1.2 vom Tiefbett 1.1 zum Hump 1.3 angepasst ausgebildet.
Korrespondierend zum Flach-Senkkopf 3.2 weist das Durchgangs¬ loch 5' zur Aufnahme des Senkkopf-Abschnitts 3.2.1 eine große, konisch geweitete Ausnehmung (Senkloch) auf, welche sich über einen erheblichen Längenabschnitt des Durchgangsloches 5' er- streckt.
Fig. 5 zeigt in einer Momentaufnahme einen ersten erfindungs¬ gemäßen Verfahrensschritt der Herstellung der Verbindung die¬ ses Fahrzeugrades unmittelbar nach dem Einfügen des Flach- Senkkopf-Schraubbolzen 3'. Der Flach-Senkkopf-Schraubbol zen 3' ist durch Durchgangsloch 5' geführt und greift mit seinem Außengewinde in das Innenge¬ winde des Sacklochs 6' ein. Der Senkkopf-Schraubbol zen 3', wird mittels eines nicht darge¬ stellten Inbus-Werkzeuges festgezogen, welches in den Innen- sechskant eingreift, der im Flachkopf-Abschnitt 3.2.2 des Flach-Senkkopfs 3.2 ausgebildet ist. Im eingeschraubten Zustand nach Fig. 5 sind die Anschlussflä¬ chen der gekrümmten Speichenenden des Radsterns 2 ' fest an die felgeninnenseitige Kontur des schrägen Übergangsbereiches 1.2 angefügt und die konische Anlagefläche des Senkkopf-Abschnitts 3.2.1 des Flach-Senkkopfs 3.2 an das korrespondierende Senk- loch angepresst.
Der obere Flachkopf-Abschnitt 3.2.2 des Flach-Senkkopfes 3.2 verbleibt im gefügten, verschraubten Zustand des Flach- Senkkopf-Schraubbolzens 3' im Wesentlichen außerhalb der ge¬ dachten, durchgängigen Konturebene der felgenaußenseitigen Kontur des Felgenbetts im Übergangsbereich 1.2 vom Tiefbett
1.1 zum Hump 1.3 und bildet im Wesentlichen den über die fel¬ genaußenseitige Kontur des Felgenbetts überstehenden Abschnitt des Verbindungselements 3'.
Der Innensechskant des Flach-Senkkopfs 3.1 befindet sich im Flachkopf-Abschnitt 3.2.2 und somit im verschraubten Zustand des Flach-Senkkopf-Schraubbol zens 3' außerhalb der felgenau- ßenseitigen Kontur des Felgenbetts im Übergangsbereich 1.2.
Fig. 6 zeigt in einer Momentaufnahme einen zweiten Verfahrens¬ schritt der Herstellung der Verbindung des Fahrzeugrads nach Fig. 5.
In diesem dem Fügen des Flach-Senkkopf-Schraubbolzens 3' nach¬ folgendem Verfahrensschritt wurden die überstehenden Abschnit¬ te des Flach-Senkkopfs 3.2 mittels eines Kugel- oder Formfrä- sers-Werkzeugs einer 5-Achs-Fräsmaschine entfernt. Das Werkzeug wird sowohl in radialer Richtung entlang des Um- fangs des Felgenbetts geführt und kann auch axial seitwärts geschwenkt werden, so dass ein konturgetreuer Verlauf der ab- zutragenden Flach-Senkköpfe 3.2 auch an den Übergangsradien des Übergangsbereichs 1.2. hergestellt werden kann.
Die verbleibenden, im Felgenbett eingelassenen Abschnitte der Flach-Senkköpfe 3.2, welcher im Wesentlichen jeweils dem Senk- köpf-Abschnitt 3.2.1 entsprechen, sind damit konturgetreu an die felgenaußenseitige Kontur des Übergangsbereiches 1.2 vom Tiefbett 1.1 bis zum Hump 1.3 angepasst. Hierbei bildet die bearbeitete Kontur der verbleibenden Abschnitte der Flach- Senkköpfe 3.2 auch einen Teil der Kontur des Tiefbetts 1.1 und des Hump 1.3.
Bei der formgebende Bearbeitung der Flach-Senkköpfe der Ver¬ bindungselemente 3' wird jeweils der Innensechskant jedes Flach-Senkkopfs 3.2 vollständig entfernt.
Im Ergebnis erzeugt die Bearbeitung des Flach-Senkkopfes 3.1 einen stetigen Verlauf des Felgenbetts im Übergangsbereich 1.2 zwischen Tiefbett 1.1 und Hump 1.3 sowohl in axialer Erstre- ckung als auch umlaufend um die zylindrische Umfangsflache des Felgenbetts .
Mit diesem Verfahrensbeispiel wird insbesondere gezeigt, dass auch Verbindungselemente mit großem Querschnitt und einer ho¬ hen kraftübertragenden Eigenschaft, wie der Flach-Senkkopf- Schraubbolzen 3', ohne jegliche Konturen-Unstetigkeiten, selbst in besonders engen Bereichen, wie dem Übergangsbereich 1.2 zwischen Tiefbett 1.1 und Hump 1.3 integrierbar sind. Der Übergang vom Tiefbett 1.1 zum Hump 1.3 wird durch den
Platzbedarf der Verbindungselemente 3' wenig beeinflusst, so dass das Tiefbett 1.1 trotz der großräumigen Verbindungsele¬ mente 3' raumsparend mit geringer Tiefe ausgebildet sein kann, was mit einer günstigen Massenoptimierung an der Radfelge 1 verbunden ist.
Zugleich hat der erfindungsgemäß bearbeitete Flach-Senkkopf- Schraubbolzen 3' einen homogenen Voll-Querschnitt , ohne der materialschwächenden Hilfsgeometrie, was die kraftübertragende Eigenschaft des Verbindungselements 3' erheblich verbessert und eine besonders feste Verbindung gewährleistet.
In einem nicht dargestellten dritten Verfahrensschritt des Ausführungsbeispiels kann zum Zwecke der Abdichtung des Durch¬ gangsloches 5' durch das Felgenbett gegenüber der Reifenkammer 4 die bearbeitete Oberfläche des Flach-Senkkopfes 3.2 und zu¬ sätzlich die felgenaußenseitige Oberfläche des Felgenbetts mit einer dünnen Lackschicht 7 überzogen werden.
Die Verbindungen können dank der erfindungsgemäßen, vorteil¬ haften Verfahrensweise außer in den beschriebenen Verfahrens¬ beispielen auch in jeglichem anderen Bereich des Felgenbetts, wie beispielsweise auch im besonders schmalen Bereich des Rei¬ fensitzes zwischen Hump 1.3 und Felgenhorn 1.4, ausgebildet sein, da die Verbindungselemente 3, 3' bzw. die Verbindungsan¬ ordnungen 8 weitestgehend unabhängig von ihrer Größe in jeden Konturenabschnitt des Felgenbetts integrierbar sind.
Bezugszeichenliste
Radfelge
Tiefbett
Übergangsbereich
Felgenschulter, Hump
Felgenhorn
Radscheibe, Radstern
Verbindungselement , Flach-Senkkopf-Sehraubbol zen
Flach-Senkkopf des Schraubbolzens
Senkkopfabschnitt des Flach-Senkkopfs
Flachkopfabschnitt des Flach-Senkkopfs
Flach-Senkkopf des alternativen Schraubbolzens
Senkkopfabschnitt des Flach-Senkkopfs 3.2
Flachkopfabschnitt des Flach-Senkkopfs 3.2
Reifenkammer
Durchgangsloch
Sackloch
Dichtmittel, Lackschicht
Verbindungsanordnung
zweiteilige Buchse
erstes Buchsenteil
zweites Buchsenteil

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugrads mit einer Ver¬ bindung zwischen einer Radfelge und einer Radscheibe, bei der die Radscheibe mittels wenigstens eines Verbindungsele¬ ments, welches durch ein Durchgangsloch des Felgenbetts ge¬ führt und in der Radscheibe gefügt wird, mit der Radfelge verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Fügen des Verbindungselements (3) in der Radscheibe (2) ein Ab¬ schnitt des Kopfes (3.1, 3.2) des Verbindungselements (3) felgenaußenseitig über das Felgenbett (1.1, 1.2) überste¬ hend verbleibt und anschließend der Kopf (3.1, 3.
2) des Verbindungselements (3) zumindest teilweise entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (3) Teil einer Verbindungsanordnung (8) ist und nach dem Fügen der Verbindungsanordnung (8) in der Radfelge (1) und der Radscheibe (2) ein Abschnitt der Ver¬ bindungsanordnung (8) felgenaußenseitig über das Felgenbett (1.1) überstehend verbleibt und anschließend die Verbin¬ dungsanordnung (8) zumindest teilweise entfernt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (3.1, 3.2) des Verbindungselements (3) bzw. die Verbindungsanordnung (8) formgebend bearbeitet wird, so dass das Verbindungselement (3) bzw. die Verbindungsanord¬ nung (8) konturgetreu an die felgenaußenseitige Kontur des Felgenbetts (1.1, 1.2) angepasst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (3.1) des Verbindungselements (3) bzw. die Verbindungsanordnung (8) plan bearbeitet wird, so dass das Verbindungselement (3) bzw. die Verbindungsanordnung (8) zumindest teilweise bündig mit der felgenaußenseitigen Kon¬ tur des Felgenbetts (1.1) abschließt oder eine Vertiefung gegenüber der felgenaußenseitigen Kontur des Felgenbetts (1.1) bildet.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (3.1, 3.2) des Verbindungs¬ elements (3) bzw. die Verbindungsanordnung (8) durch eine spanende Bearbeitung, vorzugsweise durch Drehen, Schleifen oder Fräsen bearbeitet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (3.1, 3.2) des Verbindungs¬ elements (3) bzw. ein radial erweiterter Abschnitt der Ver¬ bindungsanordnung (8, 3.1, 9.1,) zumindest teilweise in ei¬ ne formschlüssig korrespondierende Ausnehmung des Durch¬ gangsloches (5) eingelassen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bearbeitung des Kopfes (3.1, 3.2) des Verbindungselements (3) bzw. der Verbindungsanord¬ nung (8) die Hilfsgeometrie zur Montage des Verbindungsele¬ ments (3) bzw. der Verbindungsanordnung (8) vollständig entfernt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bearbeitete Kopf (3.1) des Verbin¬ dungselement (3) bzw. die bearbeitete Verbindungsanordnung (8) mit einer Lackschicht (7) überdeckt wird.
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